JP4777967B2 - 発光ダイオードランプおよび発光ダイオード表示装置 - Google Patents
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Description
上記凸レンズは、形状が互いに異なる複数の曲面を有し、
上記複数の曲面は、上記発光ダイオードチップの発光面もしくはこの発光面の延長面に垂直であると共に上記発光ダイオードチップの発光面を通らない境界平面で境を接する第1,第2の曲面を含み、
上記第1の曲面は、
上記発光面の延長面であるx−y平面及び上記境界平面に垂直で上記発光ダイオードチップの出射光軸を通る平面における湾曲形状が、上記発光ダイオードチップの出射光軸に対して軸対称の位置にある上記第2の曲面に比べて、上記発光ダイオードチップからの出射光を大きく屈折させる湾曲形状であり、
上記第1および第2の曲面は、上記発光面の延長面であるx−y平面及び上記境界平面に垂直で上記発光ダイオードチップの出射光軸を通る平面における湾曲形状が、上記発光ダイオードチップの出射光軸を長軸とする楕円である。
上記黒色の樹脂は、上記発光ダイオードチップの発光面側から上記発光ダイオードチップを搭載する上記リードフレームの搭載面を見たときに、上記搭載面の背後および上記搭載面の周縁よりも外方に位置している。
図1に、この発明の発光ダイオードランプの第1実施形態を側方より見た様子を示す。この第1実施形態は、リードフレーム1のカップ状の搭載部1Aに発光ダイオードチップ2が搭載されている。この発光ダイオードチップ2および搭載部1Aは樹脂製の凸レンズ3内に埋め込まれている。この樹脂製の凸レンズ3は、発光ダイオードチップ2が発光光を出射する方向に凸形状の凸レンズをなし、一方の側の曲面の一例としての上側曲面5Aを含む上側部5と他方の側の曲面の一例としての下側曲面6Aを含む下側部6を有する。この発光ダイオードランプは、使用時において、上記発光ダイオードチップ2の発光面2Bに垂直な方向を前方向とし、上記発光面2Bに平行な方向を上下方向としている。使用時において、上側部5は上方向に位置し、下側部6は下方向に位置する。
θcr=sin−1(m1/m2) …… (1)
次に、図3に、この発明の発光ダイオードランプの第2実施形態を正面から見た様子を示す。この第2実施形態は、リードフレーム21の搭載部21Aに2個の発光ダイオードチップ22,23が搭載されている。この2個の発光ダイオードチップ22,23は、それぞれ、接続ワイヤ27,28でもって、リードフレーム21の両脇の電極リード25,26に接続されている。
次に、図4に、この発明の発光ダイオードランプの第3実施形態を正面から見た様子を示す。この第3実施形態は、リードフレーム41の搭載面41Aに発光ダイオードチップ42が搭載されており、この発光ダイオードチップ42は接続ワイヤ48で電極リード46に接続されている。
次に、図5に、第4の実施形態を示す。この第4実施形態は、前述の第2実施形態において、樹脂製の凸レンズ24をエポキシ樹脂製の凸レンズとし、かつ、このエポキシ樹脂を、特定波長(例えば緑色に相当する波長および赤色に相当する波長)の光を透過し、この特定波長以外の波長の光を減衰させるような顔料を混合させたものとした。この場合、たとえば、発光ダイオードチップ22を赤色発光とし、発光ダイオードチップ23を緑色発光とした場合に、実用上不要な光の放射を減衰させることが可能となり、表示品位をさらに向上させることができる。
次に、図6に、第5の実施形態を示す。この第5実施形態は、図3の第2実施形態のリードフレーム21,電極リード25,26に替えて、リードフレーム62,電極リード63,61を備えた点だけが、前述の第2実施形態と異なる。
次に、図7に、この発明の発光ダイオードランプの第6実施形態を示す。この第6実施形態は、図6の第5実施形態において、リードフレーム62,電極リード63,61の搭載面62A,表面63A,61Aから光出射方向と逆の方向に所定の寸法だけ後退した位置において、凸レンズ24の底面24Cを貫通して凸レンズ24の内部から外部に延在している黒色樹脂71を備えた点だけが、前述の第5実施形態と異なる。
次に、図8に、この発明の発光ダイオードランプの第7実施形態を示す。この第7実施形態は、リードフレーム81の搭載面81Aに発光ダイオードチップ82が搭載されており、この発光ダイオードチップ82は接続ワイヤ88で電極リード96に接続されている。この電極リード96は樹脂製本体85の底面から側面に亘って屈曲して延在している。
図13に、この発明の発光ダイオードランプの第8実施形態を側方より見た様子を示す。この第8実施形態は、リードフレーム131の平板状の搭載部131Aに発光ダイオードチップ132が搭載されている。この発光ダイオードチップ132および搭載部131Aは樹脂製の凸レンズ133内に埋め込まれている。この樹脂製の凸レンズ133は、発光ダイオードチップ132が発光光を出射する方向に凸形状の凸レンズをなす。また、この凸レンズ133は、上側部135と下側部136を有する。そして、この凸レンズ133のレンズ面は、上側部135が有する上側曲面135Aと下側部136が有する下側曲面136Aを有する。
z2/(9.02)2 + x2/(3.015)2 =1 …(f1)
z2/(3.42)2 + x2/(3.065)2 =1 …(f2)
z2/(3.62)2 + x2/(3.065)2 =1 …(f3)
z2/(3.62)2 + y2/(3.015)2 =1 …(f4)
次に、図14に、この発明の発光ダイオードランプの第9実施形態を正面から見た様子を示す。この第9実施形態は、リードフレーム141の搭載部141Aに2個の発光ダイオードチップ142,143が搭載されている。この2個の発光ダイオードチップ142,143は、それぞれ、接続ワイヤ147,148でもって、リードフレーム141の両脇の電極リード145,146に接続されている。
次に、図15に、第10の実施形態を示す。この第10実施形態は、前述の第9実施形態において、樹脂製の凸レンズ144をエポキシ樹脂製の凸レンズとし、かつ、このエポキシ樹脂を、特定波長(例えば緑色に相当する波長および赤色に相当する波長)の光を透過し、この特定波長以外の波長の光を減衰させるような顔料を混合させたものとした。この場合、たとえば、発光ダイオードチップ142を赤色発光とし、発光ダイオードチップ143を緑色発光とした場合に、実用上不要な光の放射を減衰させることが可能となり、表示品位をさらに向上させることができる。また、外部から凸レンズ144に差し込む光が再反射しにくくなる。
次に、図16に、この発明の発光ダイオードランプの第11実施形態を示す。この第11実施形態は、図14の第9実施形態のリードフレーム141,電極リード145,146に替えて、リードフレーム162,電極リード163,161を備えた点だけが、前述の第9実施形態と異なる。
次に、図17に、この発明の発光ダイオードランプの第12実施形態を示す。この第12実施形態は、図16の第11実施形態において、リードフレーム162,電極リード163,161の搭載面162A,表面163A,161Aから光出射方向と逆の方向に所定の寸法だけ後退した位置において、凸レンズ144の底面144Cを貫通して凸レンズ144の内部から外部に延在している黒色樹脂171を備えた点だけが、前述の第11実施形態と異なる。
次に、図18に、この発明の発光ダイオードランプの第13実施形態を示す。この第13実施形態は、リードフレーム181の搭載面181Aに発光ダイオードチップ182が搭載されており、この発光ダイオードチップ182は接続ワイヤ188で電極リード196に接続されている。この電極リード196は、樹脂製本体185の底面から側面に亘って屈曲して延在している。
41A,62A,81A…搭載面、1A-1…中央部、1A-2…下側の部分、
2,22,23,42,82…発光ダイオードチップ、
2B,22B,23B,42B,82A…発光面、
3,24,44,84…凸レンズ、5,31,51,91…上側部、
5A,31A,51A…上側曲面、6,32,52,92…下側部、
6A,32A,52A…下側曲面、6A-1…上端部、
S1,S2,S51…境界面、S3…光軸平面、S5…直交平面、
D1,D2…距離、11a,11b…太陽光、P1,P2…入射点、
J1…出射光軸、J2…中心軸、θ1…入射角、θcr…臨界角、
25,26,63,61…電極リード、55…樹脂製の本体部、
56,57…接続用端子、71…黒色樹脂、85…樹脂製本体、
95…窪み、97…周壁面、
131,141,162,181…リードフレーム、
131A,141A…搭載部、
162A,181A…搭載面、
132,142,143,182…発光ダイオードチップ、
132B,142B,143B,182A…発光面、
133,144,184…凸レンズ、
135,151,195…上側部、
136,152,196…下側部、
135A,151A,195A…上側曲面、
135A1,151A1,195A1…第1上側曲面、
135A2,151A2,195A2…第2上側曲面、
136A,152A,196A…下側曲面、
137…第1上側部、
138…第2上側部、
J131…出射光軸、
201…発光ダイオード表示装置、
202…支柱、
203…表示面。
Claims (5)
- 発光ダイオードチップと、この発光ダイオードチップが出射する光が通過する凸レンズを有する発光ダイオードランプにおいて、
上記凸レンズは、形状が互いに異なる複数の曲面を有し、
上記複数の曲面は、上記発光ダイオードチップの発光面もしくはこの発光面の延長面に垂直であると共に上記発光ダイオードチップの発光面を通らない境界平面で境を接する第1,第2の曲面を含み、
上記第1の曲面は、
上記発光面の延長面であるx−y平面及び上記境界平面に垂直で上記発光ダイオードチップの出射光軸を通る平面における湾曲形状が、上記発光ダイオードチップの出射光軸に対して軸対称の位置にある上記第2の曲面に比べて、上記発光ダイオードチップからの出射光を大きく屈折させる湾曲形状であり、
上記第1および第2の曲面は、上記発光面の延長面であるx−y平面及び上記境界平面に垂直で上記発光ダイオードチップの出射光軸を通る平面における湾曲形状が、上記発光ダイオードチップの出射光軸を長軸とする楕円であることを特徴とする発光ダイオードランプ。 - 発光ダイオードチップと、この発光ダイオードチップが出射する光が通過する凸レンズを有する発光ダイオードランプにおいて、
上記凸レンズは、形状が互いに異なる複数の曲面を有し、
上記複数の曲面は、上記発光ダイオードチップの発光面もしくはこの発光面の延長面に垂直であると共に上記発光ダイオードチップの発光面を通らない境界平面で境を接する第1,第2の曲面を含み、
上記第1の曲面と第2の曲面とは、上記発光ダイオードチップの出射光軸に対して軸対称の位置において、上記発光面の延長面であるx−y平面及び上記境界平面に垂直で上記発光ダイオードチップの出射光軸を通る平面における湾曲形状の曲率が異なっており、
上記第1および第2の曲面は、上記発光面の延長面であるx−y平面及び上記境界平面に垂直で上記発光ダイオードチップの出射光軸を通る平面における湾曲形状が、上記発光ダイオードチップの出射光軸を長軸とする楕円であることを特徴とする発光ダイオードランプ。 - 請求項1または2に記載の発光ダイオードランプにおいて、
上記発光ダイオードチップを含む第1の部分と、
上記境界平面で上記第1の部分と境を接していて上記発光ダイオードチップを含まない第2の部分とを有し、
上記第1の部分は、
第1の境界平面としての上記境界平面と平行であると共に上記発光ダイオードチップに関して上記第1の境界平面の反対側に位置している第2の境界平面で境を接する一側曲面と他側曲面とを含んでおり、上記一側曲面と他側曲面とは互いに異なる形状であることを特徴とする発光ダイオードランプ。 - 請求項1から3のいずれか1つに記載の発光ダイオードランプにおいて、
上記発光ダイオードチップを複数個有し、この複数個の発光ダイオードチップは、一方向に配列され、かつ、この配列方向は上記境界平面に平行であることを特徴とする発光ダイオードランプ。 - 請求項1から4のいずれか1つに記載の発光ダイオードランプにおいて、
上記凸レンズは上記境界平面の法線方向が上下方向となるように配置され、
上記凸レンズが有する複数の曲面において、上記境界平面よりも下側の曲面に比べて、上記発光ダイオードランプの上記発光ダイオードチップからの出射光を大きく屈折させる曲面を上記境界平面よりも上側に配置し、
表示面を水平方向に向けたことを特徴とする発光ダイオード表示装置。
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